Çıplak Bakır Bara Lazer Kesim Teknolojisinin Analizi: İlkeler, Avantajlar ve Proses Optimizasyonu

 

Güç sistemindeki çekirdek iletken malzeme olan çıplak bakır baralar, güç iletim ve dönüşüm ekipmanlarında, yüksek ve alçak gerilim elektrikli cihazlarda ve motor sargılarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Performans gereksinimleri yalnızca mükemmel iletkenlik ve mekanik mukavemeti değil, aynı zamanda işleme doğruluğu ve yüzey kalitesine ilişkin katı standartları da içerir. Zımbalama ve çekme gibi geleneksel işleme tekniklerinde çapak kalıntısı, gerilim konsantrasyonu ve uzun işlem döngüsü gibi sorunlar vardır ve bunlar, iletken parçalara yönelik ileri teknoloji ekipmanların hassasiyet gereksinimlerini karşılamakta zordur. Lazer kesim teknolojisi, temassız işleme özellikleriyle-çıplak bakır baraların yüksek-hassasiyetle işlenmesi için yenilikçi bir çözüm sunar.

 

 

 

 

 

(I) Teknik prensip
Lazer kesim, küçük buharlaşma delikleri oluşturmak üzere Bakır Bara'nın yüzey malzemesini anında buharlaşma sıcaklığına (yaklaşık 2567 derece) ısıtmak için yüksek-güç yoğunluğuna sahip bir lazer ışınını (enerji yoğunluğu 10⁶ W/cm²'den daha fazlasına ulaşabilir) odaklar. Aynı zamanda, ışınla eş eksenli yüksek-basınçlı yardımcı gaz (nitrojen veya oksijen gibi) erimiş metal kalıntısını uçurur ve lazer kafası önceden ayarlanmış yörünge boyunca hareket ettikçe sürekli kesim elde edilir. Bu işlem, milimetre-düzeyden mikron-düzeye kadar hassas işleme sağlamak için ısı iletimini, buharlaşma fazı değişimini ve hava akışı dinamiklerini birleştirir.

(II) Süreç özellikleri
Gerilimsiz işleme:-Mekanik olmayan temaslı kesme, geleneksel delme ve kesme işlemlerinin kalan mekanik gerilimini ortadan kaldırır, Elektrikli Bara'nın dahili organizasyon yapısının stabilitesini sağlar ve özellikle hassas elektrikli bileşenlerin bağlantı gereksinimleri için uygundur.

Ultra-hassas kenar kalitesi: Kesici kenar pürüzlülüğü, çapak, soyulma ve diğer kusurlar olmadan, Ra'nın 12,5μm'den daha az veya buna eşit olmasına ulaşabilir, sonraki taşlama işlemlerini azaltır ve yalıtım paketleme gereksinimlerini doğrudan karşılar.

Complex shape adaptability: Supports arbitrary two-dimensional and three-dimensional trajectory cutting, and can process ultra-thin row materials and special-shaped structures with a width-to-thickness ratio of >10, geleneksel kalıp işlemenin şekil sınırlamalarını ortadan kaldırıyor.

 

 

 

 

(I) Yüksek-yansıtıcı malzeme işlemeye yönelik karşı önlemler
Bakır, yüksek yansıtma özelliğine sahiptir (1μm dalga boyundaki lazerin soğurma oranı)<5%) and high thermal conductivity (401 W/(m・K)), which easily leads to laser energy attenuation and thermal deformation. Stable cutting is achieved through the following technical improvements:

Anti-yüksek-yansıtıcı optik yol tasarımı: Yansıyan ışığın optik bileşenlere verdiği zararı azaltmak ve enerji çıkışının kararlılığını sağlamak için tamamen kapalı bir optik yol sistemi ve çok-katmanlı dielektrik film lensleri benimseyin.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10 kW) ve darbe genişliği kontrolü (10-100μs), malzeme yansıma eşiğini hızlı bir şekilde aşar ve verimli buharlaşma sağlar.

(II) Proses parametrelerinin koordineli kontrolü
Kesme hızı eşleştirme: Çok yüksek hızın neden olduğu cüruf kalıntısını veya çok yavaş hızın neden olduğu termal deformasyonu önlemek için hızı (0,5-5 m/dak) plakanın kalınlığına (0,5-30 mm) göre dinamik olarak ayarlayın.

Gaz basıncı optimizasyonu: Cürufun zamanında boşaltılmasını sağlamak ve oksidasyon reaksiyonunu engellemek için 0.5- 2MPa yüksek-basınçlı yardımcı gaz kullanılır (nitrojen koruması kullanıldığında oksit tabakasının kalınlığı 10μm'den azdır).

 

 

Performans göstergeleri	Lazer kesim	Geleneksel delme ve kesme	Elektro-kıvılcım işleme
Boyutsal doğruluk	±0,1 mm	±0,5 mm	±0,05 mm
Yüzey pürüzlülüğü	Ra 12,5μm'den küçük veya ona eşit	Ra 25μm’den büyük veya eşit	Ra 6,3μm'den küçük veya eşit
Malzeme kullanım oranı	＞95%	70%-85%	85%-90%
İşleme verimliliği	50-200 adet/saat	10-30 adet/saat	20-50 adet/saat
Karmaşık şekillere uyum	Harika	Fakir	İyi

 

Lazer kesim teknolojisi, geleneksel işlemlerle karşılaştırıldığında kalıp maliyetlerini düşürür ve kalıpsız üretim sayesinde prova süresini (72 saatten 4 saate) kısaltırken, tavlama ve taşlama gibi yardımcı işlemleri azaltarak toplam üretim maliyetini %30-%50 oranında azaltır. 5G baz istasyonları ve yeni enerji araçları gibi yeni gelişen alanlarda, verimli ve esnek işleme yetenekleri, iletken bileşenlerin entegre tasarım alanını önemli ölçüde geliştiriyor.

 

 

(I) Proses kontrolünün kilit noktaları
Çevresel parametre izleme: Bakır yüzey oksidasyonunun kesme kalitesini etkilemesini önlemek için işleme ortamı sıcaklığını (20±2 derece) ve nemi (%60 RH'den az veya eşit) koruyun.

Çevrimiçi algılama entegrasyonu: Hareket hatasını otomatik olarak telafi etmek için bir yapay zeka algoritmasıyla birleştirilmiş, CCD görsel sistemi aracılığıyla kesme yörüngesi sapmasının (doğruluk ±0,05 mm) gerçek-zamanlı izlenmesi.

(II) Teknoloji evrimi yönü
Ultra hızlı lazer uygulaması: Femtosaniye (10⁻¹⁵ saniye seviye) lazer teknolojisi "soğuk işleme" sağlayabilir, ısıdan etkilenen bölgeyi (<50μm) önemli ölçüde azaltabilir ve ultra-ince baraların (<0,1 mm) işleme güvenilirliğini artırabilir.

Akıllı üretim hattı: Dijital ikiz teknolojisine dayalı olarak,-kesme parametrelerinin kendi kendine optimizasyonu ve ekipman durumunun tahmine dayalı bakımı gerçekleştirilir ve işleme verimliliği %20'den fazla artırılır.

 

 

 

 

Lazer kesim teknolojisi ana tercih haline geldiçıplak bakır baraHassasiyeti, esnekliği ve verimliliği nedeniyle işleme. Yüksek-güçlü fiber lazerler ve akıllı kontrol algoritmalarındaki sürekli atılımlarla birlikte bu teknoloji, yeni enerji, ileri{2}}ekipman imalatı ve diğer alanlarda uygulanmaya devam edecek ve iletken malzemelerin yüksek hassasiyet ve çevreciliğe doğru işlenmesini teşvik edecektir. Sektör katılımcılarının sürekli artan pazar talebiyle başa çıkabilmek için süreç parametrelerini sürekli olarak optimize etmeleri ve ekipman entegrasyonu yeniliklerini güçlendirmeleri gerekiyor-.